EP2437037A1 - Dispositif de détermination des dimensions d'un colis - Google Patents

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EP2437037A1
EP2437037A1 EP11182047A EP11182047A EP2437037A1 EP 2437037 A1 EP2437037 A1 EP 2437037A1 EP 11182047 A EP11182047 A EP 11182047A EP 11182047 A EP11182047 A EP 11182047A EP 2437037 A1 EP2437037 A1 EP 2437037A1
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grid
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edges
image
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Laurent Farlotti
Ruben Rico
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Neopost Technologies SA
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/002—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for postal parcels and letters
    • G01G19/005—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for postal parcels and letters with electric or electronic computing means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness

Definitions

  • the present invention relates to the field of mail processing and is aimed in particular at a device for automatically determining the dimensions of a package intended to be franked in a franking system or injected into a logistics transport system.
  • the determination of the postage amount of a mail item depends on several parameters such as the address of the recipient, the class of mail, the requested service, the weight or dimensions of this article of mail.
  • the address, class and service can be keyed to the franking system and the weight can be obtained with an automatic balance inside or outside the franking system.
  • the automatic determination of the dimensions of the article of mail is more delicate, particularly when it comes to parcels, and must most often use ultrasonic or light-emitting diode systems, for example.
  • the present invention thus aims to overcome the aforementioned drawbacks and to allow the determination at very low cost dimensions of a package.
  • An object of the invention is to allow this determination in a particularly simple but nevertheless automatic way.
  • this grid having a predefined pitch makes it possible to determine the dimensions in mm of the package once its edges are obtained simply by counting the number of steps surrounding said package.
  • said support surface may be formed by a horizontal floor panel comprising a grid or by a plain horizontal floor panel without grid.
  • said image sensor is a webcam provided with a wide-angle lens and an autofocus.
  • the minimum value is taken into account: the minimum value, the maximum value, the average or any other value determined from said number of steps.
  • said grid forming each of said side panels may be formed by marks separated from each other by an equal and predetermined distance or even by a mesh segmenting the space into elements of identical shape and size and predetermined.
  • the figure 1 illustrates the device according to the invention for very low cost, through simple means, to determine the dimensions (length, width and height) of a package.
  • This device 10 consists of an image sensor 12, a reference trihedral support 14 and a processing unit 16 connected to the image sensor for determining the dimensions of a package 18 resting on this support from its image acquired by the image sensor.
  • the reference trihedral support at the corner of which will be backed the package to be measured is formed of three panels 14A, 14B, 14C, cardboard or plastic and sufficiently rigid to wedge this package, each panel being arranged perpendicular to the other two so as to define at their common junction lines the three X, Y and Z axes of a three-dimensional orthonormal coordinate system.
  • the two vertical side panels 14A, 14B are provided with a grid, preferably uniform, having a predefined pitch, the horizontal floor panel 14C forming the support surface for the package may also include the same grid or preferably simply comprise a black plain background.
  • the grid may for example be formed by a mesh segmenting the space into a multiplicity of elements such as tiles of identical and predetermined shape and size (for example squares of determined dimensions 5mm ⁇ 5mm) or by reference marks, such as crosses or stars. spaced apart from each other according to this predefined step.
  • elements such as tiles of identical and predetermined shape and size (for example squares of determined dimensions 5mm ⁇ 5mm) or by reference marks, such as crosses or stars. spaced apart from each other according to this predefined step.
  • the image sensor 12 is advantageously mounted on a tripod 26, or any other similar support (column, table, etc.), preferably outside the reference trihedral support, raised or not with respect to it, so as to obtain an image integrating all the reference trihedral support.
  • the image sensor (of the CCD or CMOS type, for example a webcam with a resolution of at least two million pixels) is preferably provided with an optical device. wide angle (about 90 °) and an autofocus to allow the acquisition of a sharp image regardless of the dimensions of the package, from 5 to 70 cm on the side if we consider for example a reference trihedral support of 80x80x80cm.
  • the processing unit 16 may conventionally consist of a general-purpose computer, of the personal computer or portable type, comprising hardware and software means 16A adapted to the acquisition and processing of images from the image sensor 12 for determine the dimensions of the package according to an appropriate measurement method.
  • the method for measuring the dimensions of the package according to the invention is illustrated with regard to the figure 2 .
  • a first step 100 an image of the package backed by the reference trihedral support 14 and whose dimensions are to be measured is acquired by the image sensor 12 and then, in a step 102 is transmitted to the processing unit 16 for analysis.
  • This analysis consists, by means of a known contour search (analysis of Blob or Hough transform for example), with the determination of the outline of the package and, this one being assimilated to a hexagon, with that of its six visible vertices. (materialized by crosses on the Figure 2A ).
  • a step 104 in known manner, the horizontal and vertical lines forming the grid of the two vertical side panels 14A, 14B on which the package is attached will be isolated and superimposed successively in a new image with the outline of the package previously determined .
  • Two horizontal virtual axes will then be drawn parallel to the two edges connecting the upper vertices of the package and, in a step 106, for each of these two axes, the number of crossed vertical lines (a line corresponding to one step of the grid) will be determined .
  • at least one vertical virtual axis will be drawn parallel to one of the two edges connecting the right and left vertices of the package and, for this axis, the number of crossed horizontal lines will also be determined. From the number of these crossings, it will then be directly deduced in mm the dimensions of the package along the corresponding axis in an ultimate step 108.
  • the processing unit can be programmed to take into account the minimum value, the maximum value, the average or any other value determined from the measured values, according to the specifications required by the carrier.
  • this method facilitates the determination of the width or length of the package.
  • the horizontal panel 14C does not need to have grid and can be uniformly black, its grid is only necessary if one wishes to perform the systematic counting along the six parcel edges, as mentioned earlier.

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Abstract

Procédé de détermination des dimensions d'un colis dans lequel le colis à mesurer (18) est adossé à un support trièdre de référence (14) comportant chacun une grille et on acquière une image de l'ensemble pour déterminer au moins trois arêtes perpendiculaires du colis puis on compte alors le nombre de pas de la grille formant chacune de ces arêtes pour obtenir les dimensions en mm du colis.

Description

    Domaine de la technique
  • La présente invention se rapporte au domaine du traitement de courrier et elle vise en particulier un dispositif de détermination automatique des dimensions d'un colis destiné ensuite à être affranchi dans un système d'affranchissement ou injecté dans un système de transport logistique.
    • Art antérieur
  • Il est bien connu que la détermination du montant d'affranchissement d'un article de courrier dépend de plusieurs paramètres comme notamment l'adresse du destinataire, la classe de courrier, le service demandé, le poids ou les dimensions de cet article de courrier. L'adresse, la classe et le service peuvent être saisis au clavier du système d'affranchissement et le poids être obtenu avec une balance automatique interne ou externe au système d'affranchissement. Par contre, la détermination automatique des dimensions de l'article de courrier est plus délicate, notamment lorsqu'il s'agit de colis, et doit le plus souvent faire appel, à des systèmes à ultrasons ou à diodes électroluminescentes par exemple.
  • Or, de tels systèmes qui sont relativement onéreux ne se justifient que pour des volumes d'affranchissement élevés et ne sont guère envisageables dans des systèmes d'affranchissement de bas de gamme (low cost) destinés à réaliser de un à quelques dizaines d'affranchissement de colis par jour. Une limitation de ces systèmes est en outre qu'ils ne prennent en compte, malgré leur coût, que les dimensions de trois bords du colis. Or, lorsque celui-ci n'est pas parallélépipédique, cela peut entraîner des erreurs dans la détermination de ces dimensions.
    • Objet et définition de l'invention
  • La présente invention vise ainsi à remédier aux inconvénients précités et à permettre la détermination à très faible coût des dimensions d'un colis. Un but de l'invention est de permettre cette détermination de façon particulièrement simple mais néanmoins automatique.
  • Ces buts sont atteints conformément à l'invention avec un dispositif de détermination des dimensions d'un colis comportant :
    • un support trièdre de référence formé d'au moins deux panneaux de coté verticaux perpendiculaires comportant une grille ayant un pas prédéterminé et contre lesquels est adossé ledit colis et définissant avec une surface support pour ledit colis, un repère orthonormé de coordonnées tridimensionnel,
    • un capteur d'images pour acquérir une image dudit colis, adossé contre ledit support trièdre de référence, et
    • une unité de traitement reliée audit capteur d'images pour déterminer les dimensions dudit colis à partir de ladite image ainsi acquise,
    caractérisé en ce que ladite unité de traitement détermine des arêtes dudit colis, à partir de ladite image,
    et ladite unité de traitement détermine en mm chacune desdites dimensions dudit colis en comptant un nombre de pas de ladite grille le long d'au moins trois arêtes perpendiculaires dudit colis formant une partie de contour dudit colis.
  • La présence de cette grille ayant un pas prédéfini permet de déterminer les dimensions en mm du colis une fois ses arêtes obtenues simplement en comptant le nombre de pas entourant ledit colis.
  • De préférence, ladite surface support peut être formée par un panneau de sol horizontal comportant une grille ou par un panneau de sol horizontal uni sans grille.
  • Avantageusement, ledit capteur d'images est une Webcam munie d'un objectif grand angle et d'un autofocus.
  • L'invention concerne également le procédé associé de détermination des dimensions d'un colis dans lequel le colis à mesurer est adossé à un support trièdre de référence formé d'au moins deux panneaux de coté verticaux perpendiculaires comportant une grille ayant un pas prédéterminé et définissant avec une surface support pour ledit colis, un repère orthonormé de coordonnées tridimensionnel, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
    • acquisition par un capteur d'images d'une image dudit colis disposé sur ledit support trièdre de référence,
    • détermination par une unité de traitement sur l'image ainsi acquise des arêtes dudit colis, et
    • comptage par ladite unité de traitement d'un nombre de pas de ladite grille le long d'au moins trois arêtes perpendiculaires dudit colis formant une partie de contour dudit colis, pour obtenir chacune desdites dimensions en mm.
  • De préférence, lorsque que les nombres de pas de ladite grille relatifs à deux arêtes parallèles sont différents, il est pris en compte l'une des valeurs suivantes : la valeur minimale, la valeur maximale, la moyenne ou toute autre valeur déterminée à partir desdits nombres de pas.
  • Avantageusement, ladite grille formant chacun desdits panneaux de coté peut être formée par des repères séparés les uns des autres par une distance égale et prédéterminée ou bien encore par un maillage segmentant l'espace en éléments de forme et de taille identiques et prédéterminées.
    • Brève description des dessins
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnés à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique illustrant un exemple de réalisation d'un dispositif de mesure des trois dimensions d'un colis selon l'invention; et
    • la figure 2 illustre les étapes successives permettant la détermination des dimensions d'un colis avec le dispositif de mesure de la figure 1.
    Description détaillée de modes de réalisation préférentiels
  • La figure 1 illustre le dispositif selon l'invention permettant à très faible coût, grâce à des moyens simples, de déterminer les dimensions (longueur, largeur et hauteur) d'un colis.
  • Ce dispositif 10 est constitué d'un capteur d'images 12, d'un support trièdre de référence 14 et d'une unité de traitement 16 reliée au capteur d'images pour déterminer les dimensions d'un colis 18 reposant sur ce support à partir de son image acquise par le capteur d'images.
  • Le support trièdre de référence au coin duquel sera adossé le colis à mesurer est formé de trois panneaux 14A, 14B, 14C, cartonnés ou en plastique et suffisamment rigides pour bien y caler ce colis, chaque panneau étant disposé perpendiculairement aux deux autres de façon à définir à leurs lignes de jonction communes les trois axes X, Y et Z d'un système orthonormé tridimensionnel de coordonnées. Les deux panneaux verticaux de coté 14A, 14B sont munis d'une grille, de préférence uniforme, ayant un pas prédéfini, le panneau horizontal de sol 14C formant la surface support pour le colis pouvant aussi comporter cette même grille ou de préférence simplement comporter un fond uni noir. La grille peut par exemple être formée par un maillage segmentant l'espace en une multiplicité d'éléments comme des tuiles de forme et taille identiques et prédéterminées (par exemple des carrés de dimensions déterminées 5mmx5mm) ou par des repères, croix ou étoiles par exemple, espacés les uns des autres selon ce pas prédéfini.
  • Le capteur d'images 12 est avantageusement monté sur un trépied 26, ou tout autre support similaire (colonne, table, etc...), de préférence extérieur au support trièdre de référence, surélevé ou non par rapport à lui, de façon à obtenir une image intégrant l'ensemble du support trièdre de référence. Toutefois, pour ne pas être trop éloigné du colis à mesurer, le capteur d'images (de type CCD ou CMOS, par exemple une webcam d'une résolution d'au moins deux millions de pixels) est de préférence muni d'une optique grand angle (90° environ) et d'un autofocus pour permettre l'acquisition d'une image nette quelles que soient les dimensions du colis, de 5 à 70 cm de coté si l'on considère par exemple un support trièdre de référence de 80x80x80cm.
  • L'unité de traitement 16 peut classiquement être constituée d'un ordinateur à usage général, de type ordinateur personnel ou portable, comportant des moyens matériels et logiciels 16A adaptés à l'acquisition et au traitement des images issues du capteur d'images 12 pour déterminer les dimensions du colis selon un procédé de mesure approprié.
  • Le procédé de mesure des dimensions du colis selon l'invention est illustré en regard de la figure 2.
  • Ainsi, dans une première étape 100, une image du colis adossé au support trièdre de référence 14 et dont les dimensions sont à mesurer est acquise par le capteur d'images 12 puis, dans une étape 102 est transmise à l'unité de traitement 16 pour analyse. Cette analyse consiste, au moyen d'une recherche de contour connue (analyse de Blob ou transformée de Hough par exemple), à la détermination du contour du colis et, celui-ci étant assimilé à un hexagone, à celle de ses six sommets visibles (matérialisés par des croix sur la figure 2A). Ensuite, dans une étape 104, de façon connue, les lignes horizontales et verticales formant la grille des deux panneaux verticaux de cotés 14A, 14B sur lesquels le colis est accolé seront isolées et superposées successivement dans une nouvelle image avec le contour du colis déterminé précédemment. Deux axes virtuels horizontaux seront alors tirés parallèlement aux deux arrêtes reliant les sommets supérieurs du colis et, dans une étape 106, pour chacun de ces deux axes, le nombre de lignes verticales croisées (une ligne correspondant à un pas de la grille) sera déterminé. De même, au moins un axe virtuel vertical sera tiré parallèlement à une des deux arrêtes reliant les sommets droit et gauche du colis et, pour cet axe, le nombre de lignes horizontales croisées sera aussi déterminé. Du nombre de ces croissements, il en sera alors directement déduit en mm les dimensions du colis selon l'axe correspondant dans une étape ultime 108.
  • La précision de la mesure étant limitée par la distance existant entre deux lignes (le pas de la grille), il est possible toutefois de l'augmenter en procédant à une interpolation de la position du sommet de l'arête lorsque ce sommet se termine entre deux pas adjacents.
  • En outre, en systématisant cette étape de comptage pour chacune des six arêtes du colis, on peut vérifier que le colis est sensiblement parallélépipédique. En effet, dans le cas où la mesure des arrêtes parallèles diffère sensiblement, l'unité de traitement peut-être programmée pour prendre en compte la valeur minimale, la valeur maximale, la moyenne ou toute autre valeur déterminée à partir des valeurs mesurées, en fonction des spécifications exigées par le transporteur.
  • En cas de contraste faible, cette méthode facilite la détermination de la largeur ou la longueur du colis. On notera d'ailleurs que dans ce cas, le panneau horizontal 14C n'a pas besoin de comporter de grille et peut donc être uniformément noir, son quadrillage n'étant indispensable que si l'on souhaite réaliser le comptage systématique le long des six arêtes du colis, comme évoqué précédemment.
  • On aura noté que, si dans un souci de simplification, les figures font référence essentiellement à un quadrillage régulier, d'autres formes de maillage, comme des hexagones sont envisageables.

Claims (10)

  1. Procédé de détermination des dimensions d'un colis dans lequel le colis à mesurer est adossé à un support trièdre de référence (14) formé d'au moins deux panneaux de coté (14A, 14B) verticaux perpendiculaires comportant chacun une grille ayant un pas prédéterminé et définissant avec une surface support (14C) pour ledit colis, un repère orthonormé de coordonnées tridimensionnel (O,X,Y,Z), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
    . acquisition par un capteur d'images (12) d'une image dudit colis disposé sur ledit support trièdre de référence,
    . détermination par une unité de traitement (16) sur l'image ainsi acquise des arêtes dudit colis, et
    . comptage par ladite unité de traitement d'un nombre de pas de ladite grille le long d'au moins trois arêtes perpendiculaires dudit colis formant une partie de contour dudit colis, pour obtenir chacune desdites dimensions en mm.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de comptage consiste à compter un nombre de pas de ladite grille le long de chacune des six arêtes formant l'entier contour dudit colis.
  3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque que les nombres de pas de ladite grille relatifs à deux arêtes parallèles sont différents, il est pris en compte l'une des valeurs suivantes : la valeur minimale, la valeur maximale, la moyenne ou toute autre valeur déterminée à partir desdits nombres de pas.
  4. Dispositif de détermination des dimensions d'un colis comportant :
    . un support trièdre de référence (14) formé d'au moins deux panneaux de coté (14A, 14B) verticaux perpendiculaires comportant chacun une grille ayant un pas prédéterminé et contre lesquels est adossé ledit colis et définissant avec une surface support (14C) pour ledit colis, un repère orthonormé de coordonnées tridimensionnel (O,X,Y,Z),
    . un capteur d'images (12) pour acquérir une image dudit colis adossé contre ledit support de référence, et
    . une unité de traitement (16) reliée audit capteur d'images pour déterminer les dimensions dudit colis à partir de ladite image ainsi acquise,
    caractérisé en ce que ladite unité de traitement détermine des arêtes dudit colis, à partir de ladite image,
    et ladite unité de traitement détermine en mm chacune desdites dimensions dudit colis en comptant un nombre de pas de ladite grille le long d'au moins trois arêtes perpendiculaires dudit colis formant une partie de contour dudit colis.
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite unité de traitement compte un nombre de pas de ladite grille le long de chacune des six arêtes formant l'entier contour dudit colis.
  6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite surface support est formée par un panneau de sol horizontal uni sans grille ou comportant une grille.
  7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite grille formant chacun desdits panneaux de coté est formée par des repères séparés les uns des autres par une distance égale et prédéterminée.
  8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite grille formant chacun desdits panneaux de coté est formée par un maillage segmentant l'espace en éléments de forme et de taille identiques et prédéterminées.
  9. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit capteur d'images est une Webcam munie d'un objectif grand angle et d'un autofocus.
  10. Système d'affranchissement d'articles de courrier comportant un dispositif de détermination des dimensions d'un colis selon l'une quelconque des revendications 4 à 9.
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